讓大腦的成長有跡可循

楊寧 左西年

世界衛生組織（WHO）關于健康的定義是：身體、精神和社會的全面幸福狀態，而不僅僅是不存在疾病或虛弱足矣。未成年人身心的健康成長發育，更是人類健康的基礎。

“WHO兒童生長標準”珠玉在前

1977年和2007年，WHO先后發表兩版“兒童生長標準”，就全世界每一個兒童應怎樣生長提供證據和指導。縱觀兩版標準的發展變化，樣本來源由依托單一地區發展為全球多站點，且由關注身體生長擴展到身體生長、營養狀況和運動發育多角度，從而幫助我們了解什么時候兒童的營養和衛生保健需求未得到滿足，有助于在早期發現和處理營養不良、體重超重和肥胖以及其他與生長有關的狀況。

兒童生長標準率先向全世界所有兒童提供最佳衛生保健和營養的一個重要的新工具。并且在該工具的輔助下，清晰地反映出群體趨勢的變化，為提出改善及預防措施和政策提供依據。以超重和肥胖為例。2016年，超過3.4億名5—19歲兒童和青少年超重或肥胖。5—19歲兒童和青少年的超重和肥胖流行率從1975年的僅4%大幅上升到2016年的18%以上。男孩和女孩中的上升情況類似：在2016年，有18%的女孩和19%的男孩超重。1975年時只有不足1%的5—19歲兒童和青少年出現肥胖，但在2016年超過1.24億名兒童和青少年（6%為女孩和8%為男孩）存在肥胖情況。為此，WHO在2004年世界衛生大會通過《世衛組織飲食、身體活動與健康全球戰略》;2016年4月1日，聯合國大會宣布2016—2025年為“聯合國營養問題行動十年”;2018年發布《世衛組織2018—2030年促進身體活動全球行動計劃：加強身體活動，造就健康世界》;2019年發布《5歲以下兒童的身體活動，久坐不動行為和睡眠指南》。

與身體健康同等重要的精神健康，同樣因為心理、神經和精神障礙在人群中的加速流行，成為個人、家庭、社會的沉重負擔。2009年，美國國立精神衛生研究所提出精神疾病是“腦疾病”的理念，并相應提出基于腦的精神疾病研究策略。未成年人處于神經發育旺盛期，也是神經精神疾病重要的起病期。流行病學證據表示，精神障礙類疾病患者中50%首次起病在14歲前，67%在21歲前。已有研究證實：心理、神經和精神疾病易感性出現的時間窗口是可以識別的：幼兒易感時期常出現破壞行為、表現出沖動和焦慮，而青春期則是情緒發作、精神疾病、藥物濫用等易出現的階段。然而，心理、神經和精神疾病在醫學上仍然缺乏“兒童生長標準”這樣客觀或生物學測試工具來進行大腦發育狀況的監測，只能依靠臨床癥狀表現進行診斷，對神經精神類疾病處于長期被動應對狀態。幸運的是，隨著磁共振成像的最新進展，現在可以全面研究大腦結構和功能的發展特點，點燃了將腦成像應用于神經精神疾病的臨床應用中的希望。

腦發育軌線初探

科學家從神經發育角度總結異常腦發育的模型，包括早熟、晚熟、停滯、未發育成熟和異位（圖1）。一旦對該模型的坐標實現量化，即可檢測發現對患病風險或發病具有提示意義的發育障礙;確定干預的敏感期;確定可修改的干預目標;監測環境暴露和干預對發育的影響;檢測當前診斷分類的異質性，以使診斷結果具有更堅實的神經生物學基礎。

這個量化過程即基于普通發育兒童腦發育繪制“腦生長標準”，以及對特定神經精神疾病刻畫其異常發育特點。想要繪制“腦生長標準”必須具備：可靠的測量指標;穩定的測量工具;足夠數量具有代表性的樣本;高精度的算法模型。顯然，功能磁共振成像技術已成為腦結構形態和功能測量的有力工具。在目前的技術程度下，腦形態指標的可靠性已經可以達到臨床應用水平。這也大大降低了對樣本量的需求。研究者分別使用大樣本量橫斷數據、小樣本量縱向數據、大樣本量混合加速隊列數據，在6—20歲兒童青少年的腦容量、灰白質體積、腦脊液等指標上發現一致規律。這也與WHO繪制兒童生長標準的經驗相符，即“兒童之間雖然存在個體差異，但是在區域和全球大規模人群之間，平均生長顯著相似”。

中國兒童腦模板

參照“WHO兒童生長標準”的發展歷程，“兒童腦生長標準”只是剛剛邁出萬里長征第一步。如前所述，我們在有限的研究中發現，中美兒童腦發育軌線呈現出相同的形狀。然而，再進一步，當我們使用已獲得的中國兒童青少年腦影像數據，與在美國同步開展的國際合作項目獲得的美國兒童青少年數據，分別制作出中美學齡兒童青少年基于年齡的腦模板和生長發育曲線時，一些有趣的結果浮出水面。

首先，在中美樣本分別制作出的基于年齡的腦模板中，腦灰白質、腦脊液指標的總體發育軌線趨勢是類似的。然而局部年齡和變化速率還是能夠看出明顯差異。在明確這些差異的來源之前，對中美樣本采用各自且年齡相近腦模板進行處理，可能是最大程度降低配準誤差的必要手段。下面這個嘗試就充分體現這一點的重要性。

這一次（圖2），我們使用新制作的腦模板，按照功能區分出不同的區域，再計算每個功能區域的體積生長曲線。在初級功能的視覺網絡，中美樣本的曲線完全平行;而在高級功能的默認網絡、控制網絡等，則表現出很大差異。有趣的是，如果對中美樣本采用單獨一方腦模板配準，這一差異就立即消失，有樣學樣地變成和對方一樣的曲線形狀。

已有的研究告訴我們，大腦的生長不僅是有跡可循的，而且會因某些因素造成區域間差異。而具體是哪些影響因素？是否能夠通過一些手段消除影響？現在尚未可知。WHO兩版“兒童生長標準”的誕生歷程也已經為我們指出了前行方向——國際多區域站點、統一一致的采集策略和條件、縱向追蹤樣本。這些也是我國科學家們已經和正在致力發展的，并且需要眾多適齡兒童、學校和家庭的關注和參與。能夠奔跑在該領域的國際前沿，是科學家們的驕傲，更是中國兒童健康乃至中國社會發展的福祉。

少年強則國強。這需要科技、教育、社會、千家萬戶共同攜手，讓腦生長標準早一天服務于兒童健康監測，造福人類。